亚洲地区粪类圆线虫(Strongyloides stercoralis)群体遗传学分析揭示人类感染并非源于犬类人畜共患病

这篇研究通过全基因组测序技术解析了亚洲地区人类与犬类宿主中粪类圆线虫(S. stercoralis)的群体遗传结构，证实两者核基因组存在显著分化(FST=0.43)，线粒体基因组则显示历史基因渗入事件。研究推翻"犬类作为人类感染主要来源"的传统假说，提出该寄生虫可能起源于犬科动物祖先，在约5000-12000年前伴随家犬驯化跨宿主传播至人类，为土壤传播性蠕虫病(STH)的防控策略提供重要理论依据。

　　

亚洲地区粪类圆线虫的宿主特异性研究

研究背景与科学意义

粪类圆线虫(Strongyloides stercoralis)作为全球感染6亿人口的土壤传播性蠕虫(STH)，其传播机制长期存在争议。传统观点认为犬类可能是人类感染的 zoonotic source（人畜共患病源），但缺乏全基因组水平的证据。本研究首次对亚洲地区人类与犬类宿主的S. stercoralis进行群体基因组分析，揭示两者间复杂的进化关系。

样本收集与遗传多样性

在孟加拉国、柬埔寨和泰国收集468份人类和394份犬类粪便样本，检测发现人类感染率(4.9%)显著高于犬类(2.5%)。通过全基因组测序获得158个感染性三期幼虫(iL3s)数据，包含119例人源和39例犬源样本。单核苷酸多态性(SNP)分析显示：

• 核基因组SNP密度在常染色体(4.6/10kb)显著高于X染色体(1.7/10kb)

• 犬源样本表现出更高遗传多样性(F_ST=0.37)，而人源样本高度同质化(F_ST=0.16)

核基因组揭示宿主特异性

邻接树(NJ tree)分析显示：

1. 人源样本形成单一进化枝，包含来自6个国家的样本

2. 犬源样本分化为4个独立进化枝

3. 仅发现1例犬源样本(KHD001_c)嵌合于人源进化枝，提示罕见反向人畜共患病事件

主成分分析(PCA)与群体结构分析(ADMIXTURE)进一步证实：

• 人源样本44%存在基因混合，犬源仅10%

• 最佳分组数k=8时，形成3个人源特异和4个犬源特异遗传簇

线粒体基因组揭示进化历史

线粒体系统发育树显示8个主要分支，其中：

• 分支5包含63例人源与1例犬源样本

• 分支6包含13例人源与参考基因组PV001（1980年代美国犬源分离株）

• 分支7含17例人源与3例犬源样本

分子钟分析表明：

• 人犬共同分支分化时间约5400-12000年前，与家犬驯化时期吻合

• 人源特异性分支分化约2000-4000年前

特别发现3例犬源样本(KHD19_c01/02, KHD32_c)呈现核基因组犬源特征但线粒体人源特征，提示历史基因渗入事件。

生物学意义与防控启示

1. 传播模式重构：证实S. stercoralis存在独立的人传人、犬传犬传播循环，犬类并非人类感染主要来源

2. 进化新假说：该寄生虫可能起源于犬科祖先，通过家犬驯化事件获得感染人类能力

3. 实验室株质疑：常用参考株PV001被证实为基因渗入株，可能不适用于人类感染研究

4. 物种界定争议：尽管存在宿主偏好性分化，遗传差异未达物种水平，支持保留S. stercoralis统一命名

研究局限与展望

样本量限制对罕见交叉感染事件的检测灵敏度；亚洲地区数据可能无法代表全球流行株特征；需建立人源特异性参考基因组。该研究为理解寄生虫宿主适应性进化提供了范例，对制定针对性防控策略具有重要指导价值。